1.1 Antecedentes

Durante siglos se han establecido un sinfín de medios de comercio, desde el arcaico trueque, hasta formas de dinero intangible que circulan a través de redes computarizadas y pueden dar la vuelta al mundo en tan solo segundos (^{Beltrán, 2014}), todo gracias al desarrollo de la tecnología, que ha supuesto el más grande salto en la forma en que concebimos las transacciones comerciales hoy en día (^{Guadamuz, 2003}).

En nuestro país el Banco Central del Ecuador, BCE, en el año 2014 implementó el Sistema de Dinero Electrónico, SDE (^{Chao & Ruiz, 2014}) como un medio de pago, el cual está vigente y es gestionado privativamente de conformidad con lo establecido en el Código Orgánico Monetario y Financiero (Asamblea Nacional del Ecuador, 2014); dicho sistema tiene una gran perspectiva de desarrollo, ya que se proyecta moverá al menos 10 millones de dólares anualmente, durante sus primeros años de funcionamiento (Ministerio Coordinador de Política Económica, 2013). Es así, que a julio de 2015 se registraron en Ecuador 47.456 cuentas activas de dinero electrónico, y el monto circulante en el sistema ascendía a 645.669 dólares (M2M Money Payments Latam, 2015).

Por otro lado, en el Ecuador existen más de 15.3 millones de líneas de telefonía celular activas (ARCOTEL, 2015), equivalentes a casi el 100% de la población nacional, sin embargo en una realidad contrastante, aproximadamente el 40% de la población económicamente activa, PEA, no está incluida financieramente (Banco Central del Ecuador, 2015); es decir, no forma parte del sistema financiero nacional. Tomando en cuenta que la exclusión del sistema financiero formal ha sido una de las barreras que ha impedido a gran parte de nuestra sociedad superar la pobreza, es un reto urgente encontrar modelos innovadores para extender los servicios financieros hacia estos sectores. El sistema de dinero electrónico del BCE, tiene como objetivo incluir a una población estimada de 2´800.000 ciudadanos (Junta de Regulación Monetaria y Financiera, 2014).

1.2 Estado del Arte

El dinero electrónico es un medio de pagos que permite a las personas realizar transacciones comerciales desde cualquier dispositivo móvil celular, sin la necesidad de contar con Internet, saldo, SMS (Short Message Service), o con una cuenta en una entidad financiera. El sistema de dinero electrónico es administrado por el BCE conforme a la estructura mostrada en la Figura 1 (Banco Central del Ecuador, 2015), a continuación.

Fig. 1: Estructura del Sistema de Dinero Electrónico. 

El sistema de dinero electrónico del BCE, funciona sobre una infraestructura tecnológica centralizada, invisible para el usuario; las transacciones se realizan mediante el servicio USSD (Unstructured Supplementary Service Data) de la red celular, y la confirmación de estas se efectúa vía SMS. Para empezar a utilizar el sistema es necesario abrir voluntariamente una cuenta de dinero electrónico denominada “monedero electrónico”; cabe resaltar que este está vinculado con el número telefónico de la línea y no con el dispositivo celular propiamente dicho. Desde la apertura de la cuenta, la totalidad de las operaciones del sistema se realizan a través su interfaz de usuario, a la cual se accede marcando el número *153# desde cualquier móvil activo.

En el monedero electrónico una persona puede manejar un monto máximo de 9000 dólares (Junta de Regulación Monetaria y Financiera, 2014). Como medida de seguridad el sistema solicita un PIN de 4 dígitos para completar cualquier transacción. Las operaciones que se pueden realizar utilizando el monedero son ilustradas en la Figura 2, donde se muestra como un usuario del SDE puede realizar pagos y transferencias en los establecimientos de los macro agentes (supermercados, farmacias, etc.), pero también puede realizar y recibir pagos a/de otros usuarios del SDE, mediante transferencias de persona a persona, P2P, las cuales permiten que el dinero electrónico pueda ser utilizado como un medio de pago en todo tipo de negocios particulares cuyo dueño posea un monedero activo, como en el caso de restaurantes, almacenes, tiendas, etc.

Fig. 2: Tipos de Transacciones con Dinero Electrónico. 

Los sistemas de pago de “persona a persona”, P2P, han acaparado una parte importante de las transacciones comerciales en la coyuntura actual, es así que ligados a la evolución tecnológica, estos han presentado un gran desarrollo en los últimos años, desde las ya tan comunes transferencias bancarias, hasta los sistemas de pago móviles de última generación, estas soluciones pretenden establecerse en el mercado de consumo basando su estrategia en la omnipresencia tecnológica y costos de servicio más bajos que los sistemas monetarios convencionales. La utilidad que presentan para las personas junto con la comodidad de su uso, han permitido que su aceptación sea masiva y ha impulsado a que germinen paulatinamente distintos tipos de sistemas entre los que destacan los siguientes:

Sistemas Centralizados Bancarizados: Este es el sistema de pagos P2P más común en el Ecuador, y es brindado por las instituciones financieras formales (bancos, cooperativas, mutualistas, etc) que permiten a sus usuarios realizar transferencias directas e interbancarias. Si bien este tipo de sistemas facilita la circulación de los capitales local e internacionalmente, no tiene la capacidad de integrarse a un entorno de pagos en línea, tampoco todos los bancos admiten transacciones móviles, y finalmente este tipo de transferencias, en especial las interbancarias, pueden tomar varios días en completarse, dificultando el intercambio de bienes o servicios entre sus usuarios.

Sistemas Centralizados no Bancarizados: Se trata de sistemas administrados de forma centralizada que permiten realizar pagos en sitios web, así como transferir dinero entre usuarios registrados, el ejemplo más destacado de este tipo de sistemas es la plataforma PayPal. Este tipo de plataformas tienen la ventaja de poder integrarse con facilidad a casi cualquier tienda o negocio en línea que desee recibir pagos directos; su principal desventaja es que al no ser un sistema local se requiere de una tarjeta de crédito internacional para transferir los montos al sistema, dichos pagos se direccionan a la plataforma centralizada con sede en el exterior, incurriendo en el correspondiente cobro del impuesto a la salida de capitales.

Sistemas Criptográficos: Se trata de tipos de cambio alternativos a la moneda circulante oficial de cualquier país, su valor fluctúa de acuerdo a la oferta y la demanda y no tiene respaldo físico en alguna institución bancaria; su medio de acceso es estrictamente digital y se realiza a través de la red mediante claves criptográficas. Al no estar regulado por ente de control o autoridad alguna, este tipo de sistema no genera confianza entre los usuarios por lo que es generalmente relegado para transacciones en el mercado negro. El ejemplo más conocido de este sistema es BitCoin.

Sistemas Híbridos Colaborativos: Es el caso del sistema de transacciones P2P implementado por el Banco Central del Ecuador, en el cual el dinero está respaldado por dicha institución y regulado por el ente de control pertinente. Al tratarse de un sistema centralizado local, interconectado por las operadoras móviles celulares, el circulante es transferido en tiempo real de usuario a usuario sin la necesidad de que estos posean una cuenta en alguna institución financiera; además los costos son muy bajos en comparación con las transferencias bancarias convencionales. Sin embargo la integración del SDE para pagos en línea esta relegada a menos de 5 instituciones públicas y casi ninguna empresa privada, este es uno de los motivos para desarrollar la presente plataforma de gestión.

1.3 Problemática

La utilización del sistema de dinero electrónico como medio de pagos incentiva sin duda la inserción al sistema financiero de sectores productivos históricamente excluidos, ya que proporciona una alternativa de fácil acceso, generando de esta manera un impacto positivo en el desarrollo económico de la sociedad. Sin embargo, el sistema de dinero electrónico tal como está concebido induce ciertas desventajas competitivas entre los negocios particulares y los macro agentes, la principal radica en que los primeros no cuentan con un sistema que les permita llevar registro de los cobros efectuados con dinero electrónico, tal como se ilustra en las Figuras 3y4, las cuales hacen referencia a una transacción realizada en los dos tipos de establecimientos.

Fig. 3: Pago con Dinero Electrónico en un Establecimiento Macro Agente. 

Fig. 4: Pago con Dinero Electrónico en un Negocio Particular - P2P. 

La Tabla 1 a continuación, muestra un resumen de las diferencias entre los pagos realizados a un macro agente y los pagos realizados vía transacciones P2P a un negocio particular.

Tabla 1 Diferencias entre Tipos de Pago 

1.4 Alcance

Destacando la importancia de los negocios particulares como actores dinámicos de la economía ecuatoriana, a partir de la problemática analizada, y con el objetivo de plantear una solución a las desventajas del actual sistema de dinero electrónico respecto de los pagos P2P, el presente artículo detalla la creación de una plataforma tecnológica que permita a todo tipo de negocios y personas llevar un registro de sus transacciones P2P, mediante una solución automatizada con la capacidad de generar balances de los pagos recibidos, los cuales se puedan visualizar fácilmente a través de Internet. Para esto se realizó previamente un profundo análisis de la estructura y funcionamiento del sistema de dinero electrónico del Banco Central del Ecuador, y se desarrolló una investigación comparativa entre distintas soluciones tecnológicas con el fin de establecer la alternativa más eficiente, procurando siempre optimizar recursos de una manera sistemática pero a la vez creativa, enfatizando en la seguridad de la información y la escalabilidad del sistema.

2.1 Definición de Requerimientos

El punto de partida para realizar el registro de los pagos P2P son los SMS de confirmación recibidos en el dispositivo móvil al completar una transferencia monetaria, estos mensajes contienen información relevante de la transacción realizada, la cual incluye el código de referencia único de cada pago, el monto de dinero transferido, y el saldo actual del monedero electrónico; implícitamente se incluyen también la fecha y hora de arribo del SMS, así como el número del remitente, que será siempre el “153” correspondiente al BCE. Un ejemplo de la estructura del mensaje de confirmación se muestra en la Figura 5.

Fig. 5: SMS de Confirmación de Pago P2P. 

La plataforma deberá estar equipada al menos con un dispositivo móvil, encargado de recibir los mensajes de confirmación; este dispositivo será configurado para actuar como un SMS Gateway, de tal forma que pueda enviar la información de los pagos hacia un servidor remoto que procesará los SMS, y separará los datos relevantes almacenándolos en una Base de Datos. La información de los pagos registrados será utilizada para generar balances, que serán presentados al usuario a través de una interfaz web vía Internet, para lo cual se deberá montar un servidor con su correspondiente arquitectura física y lógica, garantizando además su acceso a la red.

Se ha concebido que existan en el sistema dos tipos de interfaces, una para “usuarios normales” y otra de tipo “administrador”; se contempla estos dos tipos de cuentas como requerimientos de la plataforma considerando que un negocio puede tener varios empleados (usuarios normales), que sean responsables de recibir pagos en determinadas circunstancias, pero generalmente poseen un solo dueño o administrador. Un usuario normal podrá registrar a su nombre cualquiera de los pagos recibidos en la plataforma, lo hará introduciendo el código de referencia correspondiente a dicha transacción, de manera que en sus balances aparecerán solamente los pagos registrados a su nombre, mientras que un administrador tendrá la capacidad de visualizar reportes detallados de toda la recaudación (pagos registrados y no registrados). Se podrá o no hacer uso de ambos tipos de cuentas dependiendo de los requerimientos específicos de cada negocio.

El sistema deberá ser escalable, por lo tanto tendrá la capacidad de administrar más de un dispositivo móvil de recaudación si es necesario, por ejemplo, en el caso de un negocio que cuente con varias sucursales y cada una maneje un monedero electrónico donde se desee recibir pagos; de esta forma a pesar que los datos se generen en distintos dispositivos, la plataforma asociará la información a un mismo negocio. La Figura 6 resume las etapas que comprenden el desarrollo de la plataforma, partiendo de los requerimientos planteados.

Fig. 6: Etapas de Desarrollo de la Plataforma. 

2.2 Diseño del Sistema

Tomando en consideración los requerimientos planteados en la sección anterior, como primer aspecto de diseño del sistema se establecerán tanto su arquitectura física como su infraestructura lógica, las cuales han sido concebidas con el objetivo de satisfacer las necesidades de funcionamiento proyectadas para la plataforma, así permitirán implementar posteriormente sus distintas funcionalidades. El diseño correspondiente se ilustra en las Figuras 7y8, a continuación.

Fig. 7: Arquitectura Física - Diseño de Hardware 

Fig. 8: Infraestructura Lógica - Diseño de Software 

Destaca en el planteamiento de la infraestructura la elección de un servidor basado en “Cloud Computing” o “Computación en la Nube”, ya que si bien existen varias tecnologías de hardware disponibles, esta ha sido considerada como la más conveniente para el presente caso. Cloud Computing se impone a otras alternativas de alojamiento, como por ejemplo la utilización de un servidor dedicado; el cual evidentemente representaría un costo mucho mayor en la planificación del proyecto. Al contrario, la solución basada en la nube tiene como propósito principal reducir al mínimo los costos de implementación y mantenimiento, ya que su operación no requiere de instalaciones físicas, cableado, o suministro de energía eléctrica, además no es susceptible de obsolescencia como en el caso de un servidor dedicado. La computación en la nube también se impone a otra alternativa de alojamiento muy popular años atrás, el hosting convencional, gratuito o de pago, el cual permite montar recursos sobre un servidor previamente establecido, pero al tratarse de un medio compartido entre varios usuarios, tiene limitaciones de rendimiento, procesamiento y memoria, además de ser muy poco personalizable y escalable.

La plataforma de Cloud Computing seleccionada fue Amazon Web Services, AWS, que es el más grande comerciante de servicios de computación en la nube a nivel mundial, y cuya herramienta EC2, Elastic Computing Cloud, posibilita la implementación ágil de instancias o servidores virtuales dedicados, los cuales pueden ser arrancados remotamente en cuestión de minutos desde una consola de administración bastante intuitiva; EC2 también es compatible con la mayoría de sistemas operativos, y contrariamente a las dos alternativas anteriores, es totalmente escalable; en EC2 el usuario es quien decide aumentar o reducir recursos (servidores, memoria, núcleos de procesamiento, etc.), conforme vayan cambiando sus necesidades, además permite pagar solamente por la capacidad utilizada, reduciendo considerablemente los costos operacionales. Para la creación del presente proyecto se ha aprovechado la “capa gratuita de AWS”, que faculta el uso de una instancia EC2 t2.micro sin costo por 12 meses.

Es importante destacar que contrariamente a la creencia popular, la computación en la nube es una tecnología bastante segura, para lo cual por supuesto se deben tomar las debidas previsiones, en nuestro caso particular todos los datos del servidor serán encriptados, y solo se podrá acceder a ellos si se posee una clave criptográfica de acceso, RSA (Rivest, Shamir, Adleman), la cual es proporcionada por EC2 al momento de crear una instancia por primera y única vez. Es tal el énfasis que hace Amazon Web Services en el aspecto seguridad, que sus servicios de Cloud Computing son utilizados por empresas de la envergadura de Netflix, Pfizer, Adobe, Siemens, Spotify, e instituciones como la NASA (Amazon, 2015).

Por otro lado, de la misma manera que en el diseño de hardware, con el objetivo de optimizar recursos, se tomó la decisión de utilizar software libre y gratuito a lo largo de todo el proceso de ejecución del proyecto. La Tabla 2 a continuación, muestra las herramientas que serán utilizadas para la implementación de cada elemento de la infraestructura lógica formulada anteriormente.

Tabla 2 Herramientas de Software Libre. 

Es evidente que la combinación de herramientas de software seleccionada no constituye la única alternativa en cuanto a las tecnologías disponibles para la creación de la plataforma, sin embargo cada una de ellas ha sido elegida por destacarse sobre otras soluciones, ya que han sido ampliamente probadas, documentadas, y están en continua evolución. A continuación se argumentan los pormenores de la elección de cada una de dichas herramientas.

Ubuntu Server.Se ha elegido el sistema operativo Ubuntu Server para alojar la plataforma por ser un sistema operativo confiable, seguro, robusto y de alto rendimiento. La edición Server de Ubuntu se gestiona totalmente desde un terminal, es decir, no dispone de una interfaz gráfica de usuario, o GUI (Graphic User Interface), lo que permite optimizar los recursos de hardware.

Apache Web Server. Se optó por Apache como servidor ya que a más de ser el líder indiscutible en el campo de las aplicaciones Web, se constituye como una solución completa, eficiente, segura, y personalizable, compatible con varios lenguajes de programación.

PHP.Los scripts encargados de automatizar las distintas funcionalidades de la plataforma serán implementados utilizando el lenguaje de programación orientado a la Web “PHP” (Hypertext Preprocessor), el cual se caracteriza por ser flexible, de alto rendimiento, optimizado para grandes demandas de tráfico; además, dado que PHP se ejecuta completamente en el lado del servidor, se garantiza que los usuarios no tengan acceso a información sensible contenida en los Scripts.

MySQL Server.Se ha seleccionado MySQL, el gestor de bases de datos relacionales más utilizado alrededor del mundo, y uno de los de mejor rendimiento, dado que consume muy pocos recursos de hardware, reduciendo la carga de procesamiento en el servidor. MySQL cuenta además con uno de los motores de indexación (querys) más rápidos disponible en la actualidad.

phpMyAdmin.Si bien MySQL por si solo es una herramienta muy poderosa, la gestión de las bases de datos debe realizarse a través de su consola terminal, lo que es frecuentemente un procedimiento engorroso, se utilizará por lo tanto phpMyAdmin, una herramienta gráfica que simplifica la gestión de MySQL.

HTML5 + CSS3.La accesibilidad del usuario es uno de los aspectos más importantes en el diseño del proyecto, por lo tanto es imperativa la creación de una interfaz limpia, intuitiva, y eficiente, para lo cual se utilizará el lenguaje estándar de elaboración de páginas web HTML5 (HiperText Markup Language 5) junto con el lenguaje de estilos CSS3 (Cascading Style Sheets 3), los cuales se ejecutan de forma nativa en cualquier navegador actual, inclusive en dispositivos móviles.

SSH Secure Shell.Debido a que el servidor estará alojado en la nube y no se dispondrá de él físicamente, la única forma de gestionarlo y monitorearlo es a través de una conexión remota (encriptada) para lo cual se utilizará la herramienta SSH (Secure Shell) a través de un terminal.

SMS Gateway.Si bien existen equipos de hardware dedicados a cumplir esta función específica, son demasiado costosos, por lo que se ha decidido utilizar un SMS Gateway basado en software, específicamente la aplicación del mismo nombre creada para el sistema operativo móvil Android®, la cual es liviana, eficiente, segura, y tiene la capacidad de trabajar en tiempo real.

2.3 Implementación

A partir del diseño establecido para la plataforma se procederá a su implementación. El primer elemento que se pondrá en funcionamiento es el SMS Gateway, para lo cual se instaló la aplicación del mismo nombre en el dispositivo móvil encargado de recibir los pagos P2P, a continuación se realizaron las configuraciones de red del servidor remoto, es decir, se asignó la dirección IP, el puerto de conexión, y el Script PHP encargado de procesar la información.

El siguiente punto fue el establecimiento del servidor LAMP (Linux, Apache, MySQL, PHP) alojado en la nube, para lo cual se creó una cuenta de usuario en Amazon Web Services, y través de su consola de gestión se implementó una instancia EC2 tipo t2.micro que alojará el servidor LAMP. Una instancia t2.micro dispone de 1 unidad de procesamiento Intel Xeon® dedicada a servidores con 8 núcleos y turbo hasta 3.3 GHz, 1 GB de Memoria RAM, 1 conexión de red de 10 Gbps, y capacidad de carga variable por ráfagas optimizada para aplicaciones web (Amazon, 2015). Con la instancia EC2 puesta en funcionamiento, a través de una conexión SSH, se estableció un enlace remoto con el sistema operativo del servidor, desde cuyo terminal se realizó la instalación tanto de LAMP como del gestor gráfico phpMyAdmin, directamente desde los repositorios.

Luego de realizar la instalación y configuración de todos componentes de software, se procedió a la implementación de la base de datos MySQL utilizando la interfaz del gestor phpMyAdmin. Se creó cada tabla con sus respectivos campos, validando los tipos de datos, estableciendo las claves primarias, foráneas, e índices únicos, procurando siempre evitar la redundancia en su estructura lógica. El diagrama de la Figura 9 muestra la estructura de la base de datos:

Fig. 9: Estructura de la Base de Datos 

Posteriormente se llevó a cabo la creación de los scripts PHP, encargados de ejecutar las distintas funcionalidades de la plataforma. Con el objetivo de simplificar la implementación del código, se diseñaron previamente diagramas de flujo que describen la lógica de funcionamiento de cada tarea, de esta forma se estableció con claridad el proceso de codificación posterior, así como las variables involucradas en el mismo. La Figura 10 muestra como ejemplo, el diagrama de flujo que describe la lógica de operación del Script PHP “registro de pagos”.

Fig. 10: Diagrama de Flujo del Script “Registro de Pago”. 

Como aspecto final se implementó la interfaz web de usuario, integrando todas las funcionalidades que componen la plataforma. El código de la interfaz fue escrito en HTML5 y CSS3 utilizando un editor de textos convencional. La plataforma creada fue nombrada “Denarium” y está conformada por las secciones ilustradas en la Figura 11 a continuación:

Fig. 11: Interfaz de Usuario Plataforma “Denarium"